Modelagem de escavações subterrâneas : contribuições para escolha de acessos de mina

Abstract

Com o desenvolvimento da sociedade, surgiu a necessidade de otimização do aproveitamento de recursos em todos os sentidos. Necessitamos explorar jazidas antes não exploradas, bem como aproveitar melhor os espaços físicos disponíveis para a sociedade. Assim, a necessidade de aproveitamento do subsolo se sobressai, seja nas minerações em profundidade, seja na infraestrutura civil. Ambas as linhas convergem na mesma direção: o subsolo. Este trabalho visa contribuir com o conhecimento das escavações em subsolo. São apresentadas propostas de modelamentos técnico-econômicos de escavações subterrâneas, com foco na infraestrutura de acesso e método de transporte de minas subterrâneas. Nesse sentido, apresentam-se revisões técnicas sobre os temas de interesse, os quais são fundamentais ao objetivo proposto: escavações subterrâneas, modelamento, análise financeira de empreendimentos em mineração subterrânea e metodologia de tomada de decisão. A metodologia adotada incluiu uma extensa revisão bibliográfica. Com base na revisão, foi esquematizada uma metodologia de modelamento de escavações, com foco em acessos de mina, e aplicada em estudos de viabilidade de projetos. Verificou-se que há defasagem nos limites de profundidade e produtividade para alteração de escolha entre poços e rampas em relação a metodologias clássicas de escolha; tal defasagem e divergências identificam-se também em modelos de custos igualmente utilizados nos processos de escolha e na modelagem de projetos em etapas iniciais. Desse modo, com base em projetos de viabilidade, são propostos novos limites para a metodologia de escolha por fluxograma. Assim, melhorando a aderência entre o fluxograma proposto e projetos reais de mina. No intuito de fazer convergir os critérios de escolha abordados e viabilizar a inclusão de critérios de natureza ESG, é proposta a aplicação do método analítico hierárquico AHP e sua variação MAHP para a tomada de decisão de forma multicriterial e considerando incertezas. Verificou-se que a abordagem multicritério, considerando aspectos, técnicos, econômicos e socioambientais é adequada e aplicável a projetos em etapas iniciais.

The development of society has brought with it the need to optimize the use of resources, in all senses. We need to exploit previously unexploited deposits, as well as make better use of the physical spaces available to society. Thus, the need to take advantage of the subsoil stands out, whether in deep mining or in civil infrastructure. Both lines converge in the same direction: the subsoil. This work aims to contribute to the knowledge of underground excavations. Proposals for technical-financial modeling of underground excavations are presented, with a focus on access infrastructure and exploitation method for underground mines. Technical reviews are presented on the topics of interest, which are fundamental to the proposed objective: underground excavations, modeling, financial analysis of underground mining projects and decision making methodology. On the basis of this review, an excavation modeling methodology was outlined, with a focus on mine access, and applied in project feasibility studies. It was found that there is a discrepancy in the depth and productivity limits for changing the choice between shafts and ramps, in relation to classic choice methodologies; such a discrepancy and divergences are also identified in cost models also used in choice processes and in project modeling at early stages. Thus, based on feasibility projects, new bounds are proposed for the flowchart choice methodology. In this way, the adherence between the proposed flowchart and actual mine projects is improved. In order to converge the addressed choice criteria and enable the inclusion of ESG criteria, the application of the hierarchical analytical method AHP and its variation MAHP is proposed for decision making in a multicriteria way and considering uncertainties. The results show that the multicriteria approach, considering technical, economic, and socioenvironmental aspects, is adequate and applicable to projects in early stages.